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第1章 概述1

1.1 光纤通信的基本概念1

1.1.1 引言1

1.1.2 光纤通信系统的基本组成1

1.1.3 光纤通信的优越性2

1.2 光纤通信网络的发展现状3

1.2.1 光网络的基本概念3

1.2.2 光网络的组网技术现状3

1.3 光纤通信网络的发展趋势5

1.3.1 发展趋势5

1.3.2 关键技术6

第2章 光纤8

2.1 光纤的结构和分类8

2.1.1 光纤的结构8

2.1.2 光纤的分类8

2.2 用射线理论分析光纤的导光原理10

2.2.1 平面波在两介质交界面的反射与折射10

2.2.2 阶跃型光纤的导光原理14

2.2.3 渐变型光纤的导光原理16

2.3 用波动理论分析光纤的导光原理22

2.3.1 麦克斯韦方程及波动方程22

2.3.2 阶跃型光纤的标量近似解法24

2.3.3 渐变型光纤的标量近似解法33

2.4 单模光纤34

2.4.1 单模光纤的折射率分布34

2.4.2 单模传输的理论分析35

2.4.3 单模光纤的双折射37

2.4.4 其他常用单模光纤39

2.5 光纤的传输特性40

2.6 光纤的非线性效应43

2.6.1 受激光散射效应43

2.6.2 光纤折射率随光强度变化而引起的非线性效应44

2.6.3 光孤子通信46

小结49

习题50

第3章 光纤通信器件51

3.1 半导体光源51

3.1.1 激光器的物理基础51

3.1.2 激光器的工作原理54

3.1.3 半导体激光器的结构、工作原理及工作特性57

3.1.4 分布反馈半导体激光器63

3.1.5 量子阱半导体激光器64

3.2 半导体光电检测器64

3.2.1 半导体的光电效应64

3.2.2 光纤通信中常用的半导体光电检测器65

3.2.3 光电检测器的特性67

3.3 光放大器70

3.3.1 掺铒光纤放大器70

3.3.2 光纤拉曼放大器75

3.4 无源光器件78

3.4.1 光定向耦合器78

3.4.2 光隔离器与光环行器79

3.4.3 光滤波器80

3.4.4 光开关80

3.4.5 波长转换器81

3.4.6 波分复用器82

3.4.7 光纤光栅84

小结85

习题85

第4章 光纤通信系统87

4.1 IM-DD光纤通信系统87

4.1.1 光纤通信中的线路码型87

4.1.2 IM-DD光通信系统结构88

4.2 衰减和色散对中继距离的影响100

4.2.1 衰减与色散对中继距离的影响100

4.2.2 10Gbit/s及10Gbit/s以上的SDH光线路105

4.2.3 使用光放大器的SDH高速线路106

4.3 噪声及灵敏度分析107

4.3.1 接收机噪声107

4.3.2 接收机灵敏度109

小结110

习题111

第5章 SDH光同步网113

5.1 SDH的基本概念113

5.1.1 SDH的网络节点接口、速率和帧结构113

5.1.2 SDH网的特点115

5.2 SDH中的基本复用、映射结构116

5.2.1 SDH复用结构116

5.2.2 映射方法119

5.3 SDH光传输系统119

5.3.1 系统结构119

5.3.2 SDH网元120

5.4 SDH传送网123

5.4.1 传送网的分层结构123

5.4.2 传送网的节点和节点设备124

5.4.3 SDH传送网125

5.5 SDH网络中的安全性问题——保护与同步128

5.5.1 SDH网络的保护128

5.5.2 SDH的网同步135

5.6 SDH网络性能137

5.6.1 光接口、电接口的界定137

5.6.2 误码性能138

5.6.3 抖动性能139

小结140

习题141

第6章 基于WDM的光传送网142

6.1 光传送网的基本概念及特点142

6.2 波分复用系统143

6.2.1 光波分复用的基本概念143

6.2.2 波分复用系统147

6.2.3 WDM网络的关键设备149

6.2.4 采用光波分复用技术的高速光纤通信线路153

6.2.5 1.6Tbit/s WDM系统156

6.3 光传送网159

6.3.1 WDM光传送网的功能分层模型159

6.3.2 OTN帧结构和开销160

6.3.3 客户信号的映射和复用161

6.3.4 光通道网络163

6.3.5 OTN关键设备166

6.4 OTN网络的保护方式167

6.4.1 线性保护167

6.4.2 子网连接保护169

6.4.3 共享保护169

小结171

习题172

第7章 城域光网络173

7.1 城域光网络的结构173

7.1.1 城域网的分层结构173

7.1.2 城域网的网络架构与功能175

7.2 光互连网176

7.2.1 IP over SDH177

7.2.2 IP over WDM179

7.3 无源EPON/GPON光接入网络180

7.3.1 光接入网的概念180

7.3.2 无源光网络的传输原理及其应用181

7.3.3 以太网无源光网络184

7.3.4 GPON与EPON的比较188

7.4 基于SDH的多业务传送平台190

7.4.1 MSTP的基本概念及特点190

7.4.2 MSTP中的关键技术191

7.4.3 多业务传送平台196

7.5 城域传送网的组网策略198

7.5.1 全业务运营对城域传送网的要求198

7.5.2 城域传送网的组网策略200

小结203

习题204

第8章 分组传送网205

8.1 PTN的基本概念及特点205

8.1.1 PTN的基本概念205

8.1.2 PTN标准205

8.1.3 PTN的特点206

8.2 PTN网络的体系结构206

8.2.1 分层结构206

8.2.2 PTN的功能平面208

8.2.3 PTN网元结构与分类209

8.3 T-MPLS的业务承载与数据转发210

8.3.1 T-MPLS与MPLS的区别210

8.3.2 T-MPLS帧格式212

8.3.3 T-MPLS各层的适配过程213

8.3.4 T-MPLS的数据转发原理214

8.4 T-MPLS的OAM技术214

8.5 T-MPLS网络中的安全性问题——保护与同步216

8.5.1 网络保护216

8.5.2 同步技术220

8.6 PTN在3G传输承载网络中的应用223

8.6.1 3G网络对传输承载的要求223

8.6.2 PTN应用定位223

8.6.3 3G传输承载网络应用225

小结227

习题228

第9章 智能光网络229

9.1 智能光网络229

9.1.1 智能光网络的概念、特点及功能229

9.1.2 ASON的网络体系结构230

9.1.3 ASON控制平面及其核心技术231

9.2 全光网245

9.2.1 全光网的概念、结构及其特点245

9.2.2 全光网中的关键技术246

小结251

习题252

附录A 双曲正割型折射指数分布光纤可以获得自聚焦的证明253

附录B 标量解场方程的推导255

附录C 标量亥姆霍兹方程解的推导259

英文缩写262

参考文献269